Bài giảng môn sinh học phân tử (Tải: https://link1s.com/yHqvN)

PhÇn 2.
Sinh häc ph©n tö - Molecular
biology
Th. S. Ph¹m Quang Chung
Bé m«n Sinh häc - Khoa L©m häc - §¹i häc L©m nghiÖp
Sinh học phân tử
Luận thuyết (lý thuyết) trung tâm của Sinh học phân tử
The Central Dogma of Molecular Biology
Do Francis Crick đề
xuất năm 1958 để mô tả
dòng thông tin di truyền
trong tế bào

Thông tin di truyền chứa
đựng trong DNA đợc
chuyển tải đến RNA và từ
RNA đến protein
DNA
?
RNA
Protein
Prion
bò điên
(BSE)
Virus
RNA
DNA
Protein
RNA
Qua hơn 4 thập kỷ phát
triển của Sinh học phân tử,

luận thuyết (lý thuyết)
trung tâm này đợc sửa đổi
nhiều lần
Sinh học phân tử - Axit Nucleic
1. Axit nucleic
Là đại phân tử sinh học đợc cấu tạo từ nhiều
đơn phân là các nucleotit .
1.1. Axit deoxyribonucleic (ADN)
Mỗi nucleotit đợc cấu tạo gồm 3 thành phần:
Bazơ nitơ (Adenin-A, Guanin-G, Thymin-T và
Xytozin-C), đuờng 5 cacbon và axit photphoric.
Phân tử ADN cấu trúc xoắn kép có số lợng
bazơ A = T, G = C. Tỷ lệ A+T/G+C đặc trng
riêng cho mỗi loại sinh vật, biểu hiện mức độ
tiến hóa của loài. Ví dụ, ở ngời là 1,52; cừu là
1,36; vi khuẩn E.coli là 0,93; lúa mì là 1,19;
Sinh học phân tử - Axit Nucleic
Tỷ lệ % G+C khác nhau ở các loài sinh vật, khác nhau giữa các giống, các thứ trong cùng một loài. Phân tử ADN có tỷ
lệ G, C càng cao, số lợng G, C sắp xếp liền kề nhau tạo chuỗi các nucleotit liên tục càng dài thì độ bền vững với nhiệt độ
càng cao và ngợc lại.
ở tế bào prokaryota, ADN tồn tại ở trong vùng nhân, plasmid, và các bào quan nh ty thể, lạp thể. Các ADN này ở dạng
sợi xoắn kép, mạch vòng kín và toàn bộ trình tự ADN mang thông tin mã hoá protein (gen).
ở tế bào eukaryota, ADN tồn tại ở trong nhân và các bào quan nh ty thể, lạp thể. Các ADN này ở dạng sợi xoắn kép,
mạch thẳng và chỉ một phần ADN mã hoá protein (chiểm khoảng 7-30% khác nhau tuỳ từng loại) gọi là các exon, trình tự
còn lại không mang thông tin di truyền để mã hoá cho protein gọi là intron.
Promoter CDS Terminator
transcription
Genomic DNA
mRNA
protein

UTR UTR
translation
5 - Promoter Exon1 Exon Terminator 3
UTR Intron1 UTR
transcription
translation
protein
Gen thờng
bị ngắt
quãng bởi
1 hay
nhiều đoạn
chèn
(introns):
mRNA
Sinh học phân tử - Axit Nucleic
ADN ở eukaryota không đồng nhất, chứa nhiều trình tự khác nhau nh: Trình tự lặp, trình tự CEN (trình tự lặp lại cao ở
tâm động), trình tự TEL (trình tự lặp lại cao ở đầu mút nhiễm sắc thể). Các trình tự này có ý nghĩa khác nhau đối với bộ gen.
ADN trong mỗi tế bào của mỗi loại sinh vật đợc đặc trng bởi dạng cấu trúc, mức độ lặp,
thành phần và trình tự các loại bazơ nitơ,
Hàm lợng ADN ít liên quan đến sự tiến hóa của sinh vật nhng số gen lại tăng lên theo
sự phức tạp về chủng loại phát sinh.
Tính chất biến tính và hồi tính của ADN
Phân tử ADN bị biến tính khi nhiệt độ tăng, hoặc tác động của các tác nhân hoá học
(dung dịch kiềm, ure, ).
Nhiệt độ làm cho hai mạch đơn của ADN tách nhau ra, gọi là nhiệt độ biến tính Tm
(melting temperature). Tm của các sinh vật bậc cao thờng vào khoảng 85
0
- 95
0

C.
Phân tử ADN có khả năng hồi tính. Khi nhiệt độ giảm dần đến một mức độ nhất định,
hai mạch đã tách rời nhau lại liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung để hình thành
chuỗi soắn kép ban đầu.
Sinh häc ph©n tö - Axit Nucleic
Tr¹ng th¸i tù nhiªn
Tr¹ng th¸i biÕn tÝnh sîi ®¬n
Tr¹ng th¸i l¹i tÝnh
Sinh học phân tử - Axit Nucleic
1.2. Axit ribonucleic (ARN)
1.2.1. ARN thông tin (mARN)
Phân tử có cấu trúc mạch đơn, là bản sao trình tự cấu trúc của gen, chiếm 2-5% tổng lợng
ARN. Nó đợc tổng hợp từ các gen trong nhân tế bào, một số ít đợc tổng hợp từ các gen trong
ty thể và lạp thể.
1.2.2. ARN vận chuyển (tARN)
Phân tử có cấu trúc mạch đơn. Đóng vai trò vận
tải các axit amin để lắp ráp vào mạch polypeptit
khi tổng hợp protein, chiếm khoảng 10-15% tổng l-
ợng ARN. Có khoảng trên 20 loại tARN khác nhau
đặc trng cho 20 loại axit amin khác nhau.
tARN đợc tổng hợp trong nhân tế bào và trong
cấu trúc có những phần gấp cuộn đặc thù, cho
phép chúng nhận biết các a.a cần vận chuyển đồng
thời chúng có chứa bộ ba đối mã anticodon bổ
sung với các bộ ba codon của mARN.
Sinh học phân tử - Axit Nucleic
1.2.3. ARN riboxom (rARN)
Phân tử có cấu trúc mạch đơn, chiếm khoảng 80% tổng lợng ARN, cũng đợc phiên mã từ ADN và liên kết với protein để
tạo nên riboxom, là nơi tổng hợp protein. Có cấu tạo gồm tiểu phần nhỏ và tiểu phần lớn.
ở tế bào prokaryota: Tiểu phần nhỏ 30S có rARN 16S

Tiểu phần lớn 50S gồm có rARN 23S và 5S
ở tế bào eukaryota: Tiểu phần nhỏ 40S có rARN 18S
Tiểu phần lớn 60S gồm có: rARN 28S; 5,8S và 5S
Các phân tử rARN đợc tổng
hợp từ các gen đặc trng riêng,
các gen mã hóa rARN thờng
nằm ở vùng ADN lặp lại. Đây là
những vùng có mức độ bảo thủ
cao hoặc có mức độ tiến hoá khá
nhanh.
Sinh học phân tử - protein
1.3. Protein
Protein là những chất trùng hợp sinh học thuộc loại các đại phân tử, có cấu tạo rất phức tạp và có vai trò quyết định trong
cơ thể sống. Là vật liệu phân tử xây dựng nên tất cả cấu trúc tế bào.
Tất cả hoạt động sống bình thờng và bệnh tật đều có cơ sở protein của nó. Tất cả hoạt động sống nh: Trao đổi chất, sinh tr-
ởng phát triển, sinh sản, cảm ứng thích nghi với môi trờng đều có cở sở protein. Tóm lại protein là cơ sở của sự đa dạng về
cấu trúc và chức năng của tất cả các sinh vật.
1.3.1. Cấu trúc của protein
Đơn vị cấu trúc nên protein là các axit amin, gồm 20 loại.
Các axit amin này liên kết với nhau bằng liên kết peptit (-CO-NH-
là liên kết đồng hoá trị, đợc thành lập giữa nhóm amin của axit amin
này với nhóm cacboxin của axit amin bên cạnh) tạo thành mạch
polypeptit (40-500 axit amin).
Về phơng diện dinh dỡng học, ngời ta thờng phân
biệt loại axit amin thay thế và axit amin không thay
thế.
Sinh học phân tử - protein
a, Cấu trúc bậc 1
Số lợng, thành phần và trình tự sắp xếp của các axit amin trong chuỗi polypeptit
thể hiện cấu trúc bậc 1 của protein.

Cấu trúc này quy định tính đặc thù của phân tử protein đồng thời quy định nên
cấu trúc không gian của protein có nghĩa là quy định chức năng của protein.
Trong chuỗi polypeptit có chứa các a.a đặc thù của protein nh trung tâm hoạt
tính của enzym (liên kết với cơ chất), trung tâm nhận biết các phân tử khác nhau
(vùng nhận biết hoocmon của thụ quan), vùng liên kết với ADN, vùng chứa địa chỉ
nơi mà protein cần đợc vận chuyển đến (ty thể, lizomxom, màng sinh chất, nhân,
xuất ra ngoài tế bào, ).
b, Cấu trúc bậc 2
Dạng xoắn và gấp khúc , đó là cấu trúc bậc 2
của protein.
Sự biến động trong cấu trúc bậc 2 gây ảnh hởng
đến hoạt tính chức năng của protein.
Sinh học phân tử - protein
c, Cấu trúc bậc 3
Chuỗi polypeptit ở dạng xoắn hoặc gấp khúc có thể cuộn lại theo
nhiều cách tạo nên hình thù không gian (dạng sợi, cuộn hay khối
cấu) đợc gọi là cấu trúc bậc 3 (cấu trúc 3D).
Cấu trúc này quy định nên hoạt tính chức năng của protein.
Khi tác động của nhiệt độ, pH hoặc hoá chất độc hại sẽ dẫn tới làm thay đổi hình thù 3D của protein (đợc gọi là sự biến
tính của protein) sẽ dẫn đến tới việc huỷ hoại chức năng của chúng và từ đó dẫn tới trạng thái sinh lý bệnh
d, Cấu trúc bậc 4
Cấu trúc bậc 4 là
kết qủa của sự liện kết
nhiều chuỗi polypeptit
có cấu trúc bậc 3 với
nhau để hình thành
một phức hợp protein
có hoạt tính sinh học.
Sinh học phân tử - protein
1.3.2. Chức năng của protein

Cấu trúc: là những protein tham gia cấu tạo nên tế bào: nh protein cấu tạo
nên MSC, CNS, các bào quan trong tế bào.
Xúc tác: protein đóng vai trò là các enzym xúc tác cho các phản ứng sinh
hoá trong cơ thể sống.
Bảo vệ: protein đóng vai trò nh các kháng thể.
Điều hoà sinh trởng - phát triển của sinh vật: hoocmon có bản chất
là protein.
Vận động: Các protein nh myonin, actin cấu tạo nên cơ, gây nên
những chuyển động nội bào cũng nh sự co cơ,
Vận chuyển: nh protein hemoglobin tham gia vận chuyển O2 và CO2
Dự trữ: Dự trữ nguồn axit amin. Ví dụ Ovalbumin lòng trắng trứng là nguồn cung cấp a.a
cho phôi phát triển. Casein trong sữa mẹ là nguồn cung cấp a.a cho con hoặc ở trong các
hạt giống,
Thụ quan: Cảm nhận, đáp ứng các kích thích của môi trờng. Ví dụ Thụ quan màng tế bào thần kinh nhận biết các tín hiệu
hóa học do các tế bào thần kinh khác tiết ra và dẫn truyền tín hiệu.
Sinh học phân tử - sự tái bản adn
I. Sự tái bản ADN
2.1. Đặc tính của sự tái bản ADN
Sự tái bản của ADN dựa trên nguyên tắc khuôn và bổ sung.
Sự tải bản ADN mang tính nửa bảo tồn.
Sự tái bản ADN mang tính định hớng và diễn ra theo hai hớng ngợc nhau, vừa liên tục vừa gián đoạn, nghĩa là sự tổng
hợp mạch mới chỉ diễn ra theo hớng 5 - 3 (tức là từ đầu 3 đến 5 của sợi khuôn). Trong hai mạch khuôn thì một mạch
khuôn có hớng 3 - 5 đợc dùng tổng hợp mạch mới một cách liên tục (hay mạch nhanh), còn mạch khuôn thứ hai có hớng
5 - 3, sự lắp ghép các nucleotit diễn ra giãn đoạn (còn gọi là mạch chậm), nghĩa là tổng hợp từng đoạn ADN ngắn (đoạn
Okazaki) và sau đó mới đợc gắn lại thành mạch ADN hoàn chỉnh.
2.2. Sự tái bản ADN ở sinh vật nhân sơ (procaryota)
Phân tử ADN ở vi khuẩn là sợi xoắn kép có dạng vòng nên tại điểm khởi đầu sao chép xuất hiện con mắt tái bản ở
dạng vòng tròn gồm 2 mạch đơn nối liền với sợi xoắn ở 2 điểm, từ đây sợi kép sẽ tiếp tục mở xoắn và tách ra ở cả 2 đầu.
Tại điểm tách nhau ra ở 2 mạch tạo nên cái chẽ ba đợc gọi là chẽ ba tái bản.
Sinh học phân tử - sự tái bản adn

Thành phần tham gia tái bản ADN
Có nhiều loại protein và enzym tham gia vào quá
trình tái bản ADN:
- Enzym helicaza có tác động mở xoắn và tách đôi
sợi ADN kép thành 2 sợi đơn.
- Protein SSB (Single Strand Binding Protein) ngăn
không cho 2 sợi đơn dính lại với nhau.
- ARN polymeraza có vai trò tổng hợp đoạn mồi.
- ADN polymeraza I và III có vai trò lắp ráp các
deoxyribonucleotit thành mạch ADN mới.
- Enzym ATPaza có vai trò thuỷ phân ATP.
- Enzym ADN polymeraza II có vai trò cắt bỏ và
sửa chữa các sai sót trên sợi tái bản ADN.
- Enzym ligaza dùng để nối các đoạn ADN (đoạn
Okazaki) lại với nhau.
Sinh học phân tử - sự tái bản adn
Cơ chế và mô hình tái bản ADN
Sự sao chép bắt đầu tại một điểm (điểm khởi đầu sao chép).
Tại đây enzym mở xoắn gắn vào phân tử ADN mạch kép, tách đôi
sợi kép thành 2 sợi đơn tạo nên chạc 3 hình chữ Y.
Các protein SSB bám vào sợi đơn của ADN, ngăn không cho 2 mạch
đơn xoắn trở lại.
Mạch khuôn thứ nhất có hớng 3 - 5 sẽ đợc tổng hợp trớc và liên
tục. Đoạn ARN mồi đợc tổng hợp nhờ enzym ARN polymeraza,
Enzym ADN polymeraza III nhận biết đầu 3-OH của đoạn mồi, bắt
đầu xúc tác lắp ráp các deoxyribonucleotit và tạo nên mạch ADN mới
có hớng 5 - 3 bổ sung với mạch khuôn. Đoạn mồi bị cắt bỏ.
Mạch khuôn thứ 2 có hớng 5 - 3 đợc tổng hợp chậm hơn và gián đoạn. Đoạn mồi thứ nhất đợc tổng hợp, enzym ADN
polymeraza III nhận biết và tổng hợp nên đoạn ADN (đoạn Okazaki) thứ nhất. Đoạn mồi 1 bị phân huỷ. Tiếp theo đoạn mồi
thứ 2 đợc tổng hợp và ADN polymeraza III nhận biết và tổng hợp đoạn Okazaki 2, đoạn mồi thứ 2 bị cắt bỏ. Đoạn Okazaki

thứ nhất đợc nối với đoạn Okazaki thứ 2 nhờ enzym ligaza. Các đoạn mồi bị phân huỷ tạo nên lỗ hổng sẽ đợc enzym
ADN polymeraza I xúc tác tổng hợp các nucleotit lấp đầy lỗ hổng. Tiến trình cứ thế tiếp diễn cho đến khi kết thúc sự tái
bản, các đoạn đợc nối lại với nhau tạo nên mạch ADN hoàn chỉnh.
2.3. Sự tái bản ADN ở sinh vật nhân chuẩn (eucaryota)
Sinh học phân tử - sự tái bản adn
Sự tái bản ADN ở Eucaryota có sự tham gia của
nhiều loại enzym polymeraza (, , , ) protein
RPA, PCNA, nhân tố tái bản A, và các nhân tố hoạt
hóa, diễn ra rất phức tạp. Về cơ bản giống với
Prokaryote, tuy nhiên có một vài điểm khác:
- Tái bản ADN của các gen khác nhau, các loại tế
bào khác nhau, khác biệt nhau về tốc độ tái bản,
thời gian khởi đầu tái bản, tuỳ thuộc vào giai đoạn
phát triển tế bào, vai trò và đặc điểm của các gen,
điều kiện sinh lý, sinh hóa của tế bào.
- Đối với tế bào prokaryota chỉ tồn tại một điểm khởi đầu tái bản và quá trình tái bản diễn ra theo hai chiều ngợc nhau xuất
phát từ điểm đó. Nh vậy, ở prokaryot chỉ là một đơn vị tái bản.
- Đối với tế bào eukaryota, phân tử ADN rất dài nên tồn tại nhiều đơn vị tái bản. Mỗi đơn vị tái bản này có điểm khởi đầu
tái bản riêng của mình. Tiến trình tái bản trong từng đơn vị cũng giống nh ở prokaryota. Khi tất cả các đơn vị tái bản đã
đuợc tái bản chúng liên thông với nhau và khi đó hai sợi ADN đuợc hình thành.
- Enzym ADN polymeraza xúc tac tổng hợp đoạn ARN mồi.
Sinh học phân tử cơ chế sửa chữa adn
2.4. Các cơ chế sửa chữa ADN
2.4.1. Cơ chế phòng ngừa
Tế bào có những hệ thống ngăn chặn tác hại có thể có của nhiều chất chuyển hóa trong tế bào hay từ ngoài xâm nhập vào
nhờ các enzym, hệ thống khử, và các cơ quan nh gan, thận.
2.4.2. Cơ chế sửa sai trong sao chép
Sự tổng hợp ADN trên nguyên tắc khuôn và bổ sung xảy ra rất chính xác với tần số sai sót chỉ khoảng 10
-9
.

Sự phát hiện và sửa chữa sai là dựa vào các đoạn mồi. Chúng vừa có vai trò ghép cặp theo nguyên tắc bổ sung vừa phát
hiện những sai lệch trong ghép cặp và chúng sẽ thực hiện cắt bỏ và loại trừ.
2.4.2. Cơ chế sửa sai ngoài sao chép
Quá trình sửa chữa ADN còn xảy ra khi ADN bị đột biến do tác động của nhiều tác nhân gây đột biến. Quá trình sửa
chữa này khác với quá trình sửa chữa khi ADN tái bản ở chỗ: Cần một hệ enzym sửa chữa đặc biệt và theo cơ chế khác
nhau. Tuy nhiên cũng theo những nguyên tắc chung: Sử dụng mạch đơn làm khuôn để sửa sai theo nguyên tắc bổ sung gồm
3 bớc:
Bớc 1: Phần ADN bị đột biến đợc nhận biết và cắt bỏ nhờ enzym
nucleaza làm nhiệm vụ sửa chữa. Khi đó liên kết photphodieste giữa
nucleotit đột biến và nucleotit thờng bị cắt đứt, tạo ra khoảng trống trên
sợi ADN.
Vị trí ADN bị hỏng
Sinh học phân tử - sự phiên mã
Bớc 2: Enzym ADN polymeraza nhận biết gốc 3- OH ở khoảng trống và
tổng hợp một đoạn nucleotit thay thế vị trí đó theo nguyên tắc bổ sung với sợi
khuôn.
ADN polymeraza
ADN ligaza
Bớc 3: Enzym ligaza nối đoạn ADN vừa đợc tổng hợp tạo sợi ADN hoàn
chỉnh, giống hệt sợi trớc khi đột biến.
II. sự phiên mã
Sự phiên mã là sự tổng hợp các phân tử mARN cũng nh rARN và tARN từ ADN theo nguyên tắc bổ sung (A-U, G-C)
theo chiều 5 - 3, diễn ra trong nhân.
Chỉ một trong hai mạch đơn của phân tử ADN đợc dùng làm khuôn. Việc này do enzym ARN polymeraza quyết định.
Quá trình phiên mã có sự tham gia xúc tác và hoạt hoá của enzym
ARN polymeraza, các nhân tố phiên mã và năng lợng từ sự thuỷ phân
ATP, GTP,
Không có cơ chế sửa sai. Tỷ lệ sai sót từ 10
-4
- 10

-5
, sai sót trong
phiên mã dẫn đến sai khác trong biểu hiện gen.
Qui ớc vị trí nucleotit đầu tiên đợc phiên mã sang mARN là +1, các
nucleotit vùng mang thông tin di truyền mang dấu d (+), các nucleotit
vùng điều khiển mang dấu (-)
Sinh học phân tử - cấu trúc của gen
Cấu trúc của gen
Gen là một đoạn ADN, ARN, mang thông tin di truyền xác định cấu trúc của một chuỗi polypeptit hoặc một
phân tử ARN nhất định. Ngời ta phân biệt gen cấu trúc, gen điều chỉnh, gen vận hành,
Một gen cấu trúc điển hình gồm 3 vùng chính: Vùng điều khiển; Vùng mang mã di truyền và Vùng kết
thúc.
a. Vùng điều khiển
5 I P O 3
Vùng điều khiển
Trình tự điều hòa
Vùng mang mã di truyền
Vùng kết thúc
Chứa một số trình tự đặc hiệu điều khiển hoạt động của gen, nằm ở đầu 5 gồm: Promotor (P),
Operator (O) và một vài trình tự đặc hiệu.
Promotor (P): gồm các trình tự đặc hiệu để các enzym ARN polymeraza nhận biết, cho phép khởi đầu
sự phiên mã. ở procaryota, có 2 trình tự gồm 6 nucleotit nằm ở khoảng nucleotit - 35 đến -10. ở eukaryota, có
3 trình tự đặc hiệu cho 3 loại ARN polymeraza nhận biết.
Operator (O): Trình tự chỉ huy, xúc tác hoạt động phiên mã hoặc không phiên mã của gen cấu trúc.
Induction (I): Trình tự điều hòa, hoạt hóa hoặc ức chế hoạt động của gen
Sinh học phân tử - cấu trúc của gen
b. Vùng mang mã di truyền
Chứa các cặp nucleotit mã hóa cho polypeptit, khi phiên mã sẽ cho ra mARN và khi dịch mã cho ra protein.
ở procaryota, toàn bộ vùng mang mã đều mang thông tin di truyền (coding sequence) gồm nhiều cistron, mỗi cistron mã
hóa cho một chuỗi polypeptit. Các cistron này sắp xếp thành từng nhóm, chung một vùng điều khiển tạo thành một operon.

5 I P O 3
Vùng điều khiển
Trình tự điều hòa
Vùng mang mã di truyền
Vùng kết thúc
Cistron 1 Cistron 2
Cistron 3
operon
ở eukaryota, vùng mang mã có sự xen kẽ giữa các đoạn intron và đoạn exon.
Vùng kết thúc
5 I P O 3
Vùng điều khiển
Trình tự điều hòa
Vùng mang mã di truyền
intron
exon
Sinh học phân tử - sự phiên mã
c. Vùng kết thúc
Vùng kết thúc có trình tự đặc trng riêng, cho phép ARN polymeraza nhận biết dấu hiệu ngừng phiên mã và các trình tự
kết thúc một gen để phân biệt gen này với gen khác.
2.1. Sự phiên mã ở sinh vật nhân sơ (procaryota)
Prokaryota thực hiện phiên mã cùng một lúc trên toàn bộ phân tử ADN, tất
cả các gen cấu trúc (cistron) đợc phiên mã đồng thời tạo nên một phân tử ARN
thông tin chung cho tất cả các cistron.
Có một loại ARN polymeraza tham gia phiên mã.
Diễn biến của quá trình phiên mã
Giai đoạn khởi động: ARN polymeraza gắn vào promotor ở vị trí -35 trợt
dọc theo gen đén trình tự -10; Phân tử ADN bắt đầu tháo soắn, sợi đơn làm
khuôn tách ra; Quá trình phiên mã tổng hợp mARN bắt đầu và di chuyển dọc
theo sợi ADN đã đợc tháo xoắn.

Giai đoạn kéo dài: Các ribonucleotit đợc lắp ráp (A-U, G-C) thành mạch
ARN kéo dài theo hớng 5 - 3.
Giai đoạn kết thúc: ARN polymeraza gặp tín hiệu kết thúc phiên mã thì
dừng lại. Phân tử ARN đợc tổng hợp tách khỏi mạch khuôn. ARN polymeraza
cũng đợc tách khỏi ADN.
Sinh học phân tử - sự phiên mã
2.1. Sự phiên mã ở sinh vật nhân chuẩn (eucaryota)
Tế bào sinh vật eucaryota thực hiện phiên mã trên từng gen riêng biệt, tạo nên các phân tử mARN đặc trng cho mỗi gen.
Có 3 loại ARN polymeraza tham gia phiên mã: ARN polymeraza I
xúc tác tổng hợp rARN; ARN polymeraza II xúc tác tổng hợp mARN
và ARN polymeraza III xúc tác tổng hợp tARN.
Diễn biến của quá trình phiên mã
Giai đoạn khởi động: ARN polymeraza II gắn vào promotor ở vị trí -
35 đến -25 (hộp TATA) nhờ các nhân tố phiên mã; Phân tử ADN bắt đầu
tháo soắn, sợi đơn làm khuôn tách ra; Quá trình phiên mã tổng hợp
mARN bắt đầu và di chuyển dọc theo sợi ADN đã đợc tháo xoắn.
Giai đoạn kéo dài: Các ribonucleotit đợc lắp ráp (A-U, G-C) thành
mạch ARN kéo dài theo hớng 5 - 3.
Giai đoạn kết thúc: ARN polymeraza II gặp tín hiệu dừng thì kết thúc
phiên mã. Phân tử tiền mARN đợc hình thành. Enzym ARN polymeraza
bị cắt và quá trình phiên mã bị dừng lại.
Sinh học phân tử - sự phiên mã
Giai đoạn biến đổi tiền mARN thành mARN hoàn chỉnh
Gắn mũ: ở đầu 5 của tiền mARN liên kết với một phân tử 7-methyl
gunin, gọi là gắn mũ. Mũ là yếu tố cần thiết cho các riboxom nhận biết
trong sự khởi đầu dịch mã và tránh cho mARN không bị phân hủy.
Hình thành đuôi polyA: Enzym polyA polymeraza xúc tác gắn thêm
một số nucleotit loại A vào đầu 3 của phân tử tiền mARN, tạo thành
đuôi polyA.
Cắt intron nối exon: Các intron đợc cắt bỏ và các exon đợc nối với

nhau thành phân tử mARN hoàn chỉnh nhờ spliceosom, mARN hoàn
chỉnh chui qua lỗ màng nhân ra tế bào chất tham gia quá trình dịch mã
Sinh học phân tử - mã di truyền
III. mã di truyền và sự dịch mã
3.1. Mã di truyền
Mã di truyền là mã bộ ba tức là cứ 3 nucleotit kế tiếp
nhau trong gen mã hóa cho một loại axiamin.
Tính chất của mã di truyền
Mã di truyền đọc theo một chiều từ 5 - 3 trên
mARN.
Mã di truyền có tính liên tục, nghĩa là đọc và dịch
mã không bị gián đoạn.
Mã di truyền có tính phổ biến ở các sinh vật. Có bộ
ba khởi đầu và bộ ba kết thúc giống nhau ở các nhóm
sinh vật prokaryote và eukaryote và virut. Bộ ba khởi
đầu là AUG ở đầu 5, bộ ba kết thúc là UAG, UAA,
UGA ở đầu 3.
Mã di truyền có tính linh hoạt (thoái hóa): một số bộ ba mã hóa có thể thay đổi nucletit thứ 2 hoặc thứ 3 vẫn mã hóa một
loại axit amin. Mặt khác, có một số axit amin đợc xác định bởi 2 hay nhiều bộ ba mã hóa.
Mã di truyền có tính đặc hiệu nghĩa là không một bộ ba nào mã hóa cho 2 hoặc nhiều axit amin.
Sinh học phân tử - sự dịch mã
3.2. Sự dịch mã
Sự dịch mã là sự tổng hợp protein. Quá trình này có nhiều yếu tố tham gia trong đó có 3 yếu tố quan trọng là mARN,
tARN và rARN.
Diễn biến của quá trình dịch mã
Hoạt hóa axit amin: Các axit amin đợc
hoạt hóa nhờ năng lợng từ các ATP, GTP đ-
ợc gắn với tARN nhờ xúc của enzym
aminoacetyl-tARN synthetaza tạo phức hợp
aa-tARN.

Giai đoạn khởi động
Tiểu phần nhỏ của ribosome (30S, 40S) gắn vào vị trí bộ ba AUG nhờ các nhân tố
khởi động dịch mã.
Một phân tử tARN mang aa methyonin dịch chuyển đến ribosom ở bộ ba AUG và
gắn Met vào vị trí đó.
Tiểu phần lớn (50S, 60S) kết hợp với tiểu phần nhỏ tạo thành ribosom. Đồng thời
gắn phức hợp Met-tARN ở vị trí P trên tiểu phần lớn để khởi động phiên mã.